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Questão 81 (CFS 1) da EEAR 2021

CFS 1 · Física: Pressão hidrostática: Stevin e Pascal

– As janelas dos aviões comerciais a jato são compostas de três placas feitas de um material transparente. Em condições normais, a placa externa está em contato com a atmosfera externa ao avião e ao mesmo tempo com a atmosfera interna por meio de um furo na placa intermediária. A terceira placa, mais próxima do passageiro, apenas protege a intermediária de riscos produzidos durante a limpeza do avião e não interfere na pressão da atmosfera interna sobre a placa intermediária e a externa. Considerando que a área da placa externa é igual a 800\text{ cm}^2; que as pressões da atmosfera externa e interna ao avião são, respectivamente, iguais a 20\text{ kPa} e 80\text{ kPa} e que as pressões sobre as placas são homogêneas, pode-se dizer que a força resultante, em newtons, a que a placa externa está submetida é igual a

  1. A
    2400
  2. B
    4800
  3. C
    6400
  4. D
    8000
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Resolução comentada

A placa externa recebe pressão dos dois lados: de fora, a atmosfera externa; de dentro, a atmosfera interna (pelo furo da placa intermediária). A força resultante vem da diferença de pressões multiplicada pela área, pois F = P \cdot A em cada face e as forças têm sentidos opostos.

  1. Diferença de pressão: \Delta P = 80 - 20 = 60\ \text{kPa} = 6{,}0\times10^{4}\ \text{Pa}.

  2. Área em metros quadrados: 800\ \text{cm}^2 = 800\times10^{-4}\ \text{m}^2 = 0{,}08\ \text{m}^2.

  3. Força resultante:

F = \Delta P \cdot A = 6{,}0\times10^{4}\times 0{,}08 = 4800\ \text{N}

A força aponta de dentro para fora do avião, porque a pressão interna é maior que a externa.

Alternativa B.

Pegadinha: A alternativa C engana quem considera apenas a pressão interna (80 kPa) e esquece que a externa empurra a placa no sentido contrário.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • Ausa 30 kPa (ou outro valor errado) em vez da diferença de 60 kPa; não corresponde a nenhuma combinação correta das pressões.
  • Cvem de usar 80 kPa vezes 0,08 m², considerando só a pressão interna e esquecendo a pressão externa que se opõe.
  • Derro de conta ou de unidade, usando área de 0,1 m² (ou 100 kPa) sem justificativa; não é a diferença de pressões vezes a área.

Assunto: Pressão hidrostática: Stevin e Pascal.

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Ver como caiu na prova Questão 81 no caderno CFS 1 da EEAR 2021

Fonte: EEAR 2021 · CFS 1. Prova oficial ↗